1、声学原理，换能器，超声设备三个课件超声设备主要考原理和构造题型有选择、判断、填空、综合综合包括计算、画图、问答，总共 50 份选择 30 道，貌似 30 分与 mri 一块考第二章 MR 信号1. SE 信号是如何形成的？SE 中 90、180 脉冲的作用怎样？核系在静磁场作用下被磁化形成 ，若向 施加 RF 脉冲作用后，经过o90时刻又施加 脉冲，再经过 时刻，样品会产生一个信号峰，这个信号就是o180自旋回波（SE）信号。脉冲的作用是使 旋转 ，但是由于静磁场不均匀，使得核系的进动o9o90频率有快有慢，因此组成 的分磁矩经过 时间会分散开。 脉冲的作用是o180使各个核磁矩都旋转 。在
2、脉冲作用下相位超前的磁矩距离目标远，相o18o位落后的磁矩距离目标近，这样，经过 时间，各核磁矩相位就重新集中到一起，形成较强的信号。也就是说， 脉冲可以使各个核磁矩相位重新集中。o02.什么是 TR、TE？TR( repetition time ): 在 SE 序列里，TR 是第一个 90脉冲与下一个 90脉冲的间隔； 在其他序列里，TR 是第一个激发脉冲到下一个周期激发脉冲的间隔 。TE( echo time): 在 SE 序列里，TE 是 90RF 脉冲到回波形成时的时间间隔； 在其他序列里，TE 是第一个 RF 激发脉冲到回波形成时的时间间隔。3.梯度回波是如何形成的？有何特点？梯度回
3、波的形成：首先使用负极性梯度场，使自旋散相；作用一段时间后梯度场极性反转，在正极性梯度场作用下，散相方向翻转，自旋逐步相位重聚形成梯度回波。梯度回波的特点：（1）使用小角度激发（FA 小）（2）回波形成速度快（3）信号较弱（4）对磁化率效应敏感（5）T2*对比度（6）化学位移伪影和第二类化学位移伪影（7）使用 RF 脉冲较少，不易受 SAR 的影响。第三章 MR 图像对比度特性1.对于 SE 序列，参数如何设置可得到质子密度加权像、T1 加权像、T2 加权像？为什么？对于 SE 序列：PDW（质子密度加权像）参数设置为长 TR（TRT1） ，短 TE（TET2） ；这是因为长 TR 降低 T1
4、 对比度，短 TE 降低 T2 对比度；T1 加权像参数设置为短 TR（TRT1） ，短 TE（TET2 ） ；这是因为短 TR 提高 T1对比度，短 TE 降低 T2 对比度；T2 加权像参数设置为长 TR（TRT1） ，长 TE（TET2 ） ；这是因为长 TR 降低 T1对比度，长 TE 提高 T2 对比度。2.对于梯度回波序列，FA 对图像的对比度影响如何？在 GRE 序列里，降低 FA 能够降低 T1W。小 FA 的 RF 脉冲后，Mz 比大 FA 作用后的大，特别是 90RF 脉冲的。所以系统只需要很短的时间就恢复到平衡态。就象是在长 TR 后的 Mz，所以小 FA 可降低 T1W
5、。相反，大 FA 将提高 T1 加权。3.影响 MR 图像对比度特性的因素有哪些？.影响 MR 图像对比度特性的因素有很多，包括：组织特性、脉冲序列、序列参数( TR,TE,FA)、磁化率效应、流动、化学位移、造影剂等。第四章 MR 信号的空间编码1.空间编码包括哪些？空间编码包括：层面选择 slice selection相位编码phase encoding频率编码frequency encoding（read ）2.一次成像可得到最大层面数如何确定？最大层面数：Max#slices TR/(TE+Ts/2+T0) =TR/active time其中：Ts 采样时间（sampling time
6、） ，T0 杂项时间（ overhead time）公式可近似为 Max # slicesTR/TE 3.对于一般扫描序列，如 SE 序列，扫描时间如何确定？扫描时间：ST(scan time) = TR*#Np*NEX其中，Np 是相位编码步(phase encoding)，NEX 是扫描次数。4.相位编码与频率编码对扫描时间和空间分辨力的影响如何？增加相位编码步数会使扫描时间增加，也会提高空间分辨力；增加频率编码不影响扫描时间，但会提高空间分辨力。第五章 K 空间1.k 空间位置与图像位置的关系如何？k 空间位置与病人的位置没有直接的对应关系，也就是与图像位置无关，这是因为 k 空间内每个
7、数据点都对图像有贡献，都包含着整个图像的信息，k 空间的一条线就可以重建整个图像。2.k 空间外围和中央数据对图像有何贡献？K 空间中心的信号比外围的信号高，对图像对比度影响大；k 空间外围信号低，对图像空间分辨力影响大。3.为什么 k 空间中央包含最大信号？（1）k 空间的中央列对应每个回波信号的波峰。这是因为散相的信号在相位重聚过程中是逐渐达到最大幅度，之后又逐步散相的。因此 k 空间中每行数据的中心对应每个回波的中心，中央列对应每个回波信号的波峰。（2）在 k 空间的众多会波峰中，中央行的回波有最大幅度。因为中央行的回波峰实际上是在没有相位编码梯度场作用下获得的，因此没有梯度场产生更多的
8、散相，而其他行的回波有连续增加的相位编码梯度场作用，因此有一定程度的散相而使信号幅度减小，由此可知中央行有最强的回波。4.部分 NEX 与部分回波有何异同点？部分 NEX 和部分回波都是填充部分 k 空间的方法。部分 NEX 是只采集部分水平数据线（即只执行了部分相位编码步数） ，剩下的由计算获得。部分回波技术采集所有的回波信号，但对每个回波只采集一部分，剩余的也通过计算获得。部分 NEX 能节省扫描时间，对图像对比度没有影响，但会降低信噪比。部分回波不改变扫描时间，但能使 TE 缩短，增加信噪比，降低 T2 加权，还能降低流动伪影和磁敏感伪影。5.BW、梯度场与 FOV 的关系?FOV、 B
9、W 和 G 的关系： FOV=BW/ G增加梯度场强度或降低带宽可以减小 FOV，反之降低梯度场强度或增加带宽可以增大 FOV。第六章 MR 成像脉冲序列1. IR 序列特点是什么？利用 IR 序列抑制某种组织的信号，如何选择序列参数达到目的？在 IR 序列中，首先使用 180RF 脉冲，然后等待一段时间(TI inversion time)，之后使用一个 90RF 脉冲，如下图所示。在 IR 序列中，M 由M0 恢复到 M0，恢复曲线为： 1-2exp(-t/T1)在这个曲线中，信号过 0 点的时间 TI(null) = (ln2)T1 = 0.693T1如果按照需要抑制的组织的过 0 点来
10、设置 TI 值，就可以起到抑制该组织信号的目的。2.FSE 序列与 SE 序列的异同点比较SE 序列是在一个 TR 周期内，使用 90RF 脉冲后，再使用一个 180RF 脉冲，得到一个自旋回波；FSE 是在一个 TR 周期内，使用 90RF 脉冲后，再使用多个 180RF 脉冲，得到相应个数的自旋回波。FSE 序列与 SE 序列的差异 ：（1）SE 每个 TR 周期只填充 k 空间的一条线，FSE 每个 TR 周期填充 k 空间的多条线；（2）FSE 比 SE 速度快。FSE 扫描时间缩短到 SE 的 1/ETL，但是 SNR 与 SE 的类似，因此 FSE 序列可使用大矩阵得到高分辨力图像
11、，运动伪影少，还可降低扫描过程中的不适感；（3）FSE 对磁化率效应比 SE 更加不敏感；（4）FSE 的回波时间是等效时间 TEeff，即零相位编码步时得到回波的回波时间；（5）因为每个回波有不同程度的弛豫 ，所以 FSE 图像在相位编码方向有模糊。3.ETL、ESP 的概念；ETL（回波链长度）指的是一个 TR 周期内使用的 RF 脉冲的个数，即得到回波信号的个数。ESP（回波空间）指的是相邻回波的间隔。 4.EPI 序列对硬件有什么要求？k 空间填充方式是怎样的？EPI 图像有什么特点？EPI 序列要求梯度场能够快速爬升到要求的梯度强度或由梯度平台快速恢复至零，即对梯度的切换率有要求；E
12、PI 序列要求的梯度场容易产生明显的涡流，因此对涡流补偿技术要求高，否则容易产生明显的伪影。第七章 MR 性能参数与测试1、影响 MR 信噪比、高分、扫描时间的因素及其相互关系。MR 信号的信噪比 SNR (voxel)(Ny)(NEX)/BW)1/2 或 SNR (FOVx/Nx)(FOVy) NEX/(NyBW)1/2其中 voxel 是体素大小，voxel= ；NEX 是平均激励次数，Nx 是频率编码步数，Ny 是相位编码步数， BW 是带宽，FOVx 是频率编码方向的扫描野，FOVy是相位编码方向的扫描野。影响空间分辨力的因素主要有：FOV、矩阵大小、层厚，小 FOV、大矩阵、薄层可得
13、到好的空间分辨力。因此，在常规条件下，高空间分辨力意味着低SNR。影响扫描时间的因素主要有 TR、相位编码步和 NEX。保持 FOV，增加 Ny，则空间分辨力和扫描时间增加，信噪比下降；保持像素尺寸，增加 Ny，则信噪比和扫描时间增加，空间分辨力不变。信噪比、空间分辨力和扫描时间三者之间是相互制约的，在设置参数的时候是需要折中，综合考虑的。2、测量 SNR 时，一幅图像和两幅图像测出来的 SNR 有什么区别？使用一幅图像测量时，信噪比 SNR 为：SNR= 使用两幅图像测量时，是使用两幅图像的差值图像图像 3=图像 1图像 2 来计算 SNR 的，由于图像 3 的噪声是两次扫描叠加的，因此对于
14、单幅图像来说，噪声是 ，因此 SNR= 。第八章 MR 图像伪影1、混淆伪影、化学位移伪影、磁化率伪影、RF 干扰伪影等伪影的表现、成因和解决方法。混淆伪影是在图像中出现了 FOV 外物体的影像，发生折叠，主要出现在相位编码方向。混淆伪影出现是因为 FOV 外的物体同样处在静磁场、梯度场和 RF 场的作用下，而且也满足共振条件，也会产生 MR 信号，但超出 FOV 外的物体频率或相位编码超出了可识别的正确范围，因此被错误识别为范围内的编码值，因此会将图像折叠到正确图像上。常见的解决方法是增加 FOV、过采样、使用表面线圈、使用预饱和脉冲、体位摆放等方法来解决。化学位移伪影是在图像上高频方向出现
15、黑色条带，低频方向出现白色条带。它是由于不同分子内质子进动频率有轻微差别造成的，很难消除，只能采取措施尽量减低或避免化学位移伪影的影响。改变 PE、FE 方向可以改变伪影的方向；延长 TE 或采用脂肪抑制技术压抑脂肪信号；或调整扫描参数，保持 FOV 不变，降低频率编码步数可以减少化学位移伪影；增加带宽也可降低伪影，但 SNR 也会下降。磁化率伪影表现为异常的虚假信号。物质的磁化率差异使得组织边界的磁场分布有梯度变化加速散相，从而产生磁化率伪影。解决方法主要是在扫描前检查患者是否携带或安装了会产生磁化率影响的装置或人工器官等。RF 干扰伪影如果干扰源有明显的频率特点，会在图像上特定频率处产生干
16、扰伪影，如果 RF 噪声是白噪声，则表现为整个图像上出现明显的雪花斑点。针对这类伪影，主要是降低或消除 RF 干扰，因此需要提高扫描室的屏蔽性能，减少外来 RF 干扰，还有减少扫描室的电子设备或做好屏蔽；检查磁体室的门是否能够关严形成密闭的法拉第笼。第九章 特殊 MR 成像技术1、PRESS 序列和 STEAM 序列接收的信号是什么回波？分别画出这两种序列图。PRESS 序列接收的信号是自旋回波信号，STEAM 序列接收的是受激回波信号。序列图参见教材 P134 页图 9.1.7 和图 9.1.8。2、磁共振功能成像的原理是什么？以脑部为例说明。fMRI(Function Magnetic R
17、esonance Imaging)功能磁共振成像技术主要是进行脑功能成像的研究。其原理是基于与脑部神经活动相联系的局部血流的改变（氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白含量的变化）可使 MR 信号产生变化这一现象。脑部激活是的相应部位氧合血红蛋白增多，脱氧血红蛋白相对减少。脱氧血红蛋白是顺磁性物质，其 值比氧合血红蛋白的短，其变化会影响 MR 信号，这样脱氧血红蛋白可作为内源性对比度增强剂，并作为 fMRI 的信号源。3、扩散成像的原理是什么？扩散成像是获取断层内水分子的扩散系数的分布而形成的图像。体素内的水分子微观运动（随机、布朗）遇到体内不同的阻碍（细胞膜、蛋白、大分子、纤维）就会受到影响。MR 对分
18、子随机运动、自扩散很敏感，因此可以利用水分子在不同组织中的扩散系数差异获得扩散像显示水分子的微观随机运动。随机运动的水分子在梯度场作用下产生低信号，运动受限水分子在梯度场作用下产生高信号。4、灌注成像中一般使用什么造影剂？在 MR 灌注成像中一般使用钆螯合物（Gadolinium chelates）作为造影剂。第十章 MR 成像系统构造1.MR 系统主要由哪几部分组成？MR 成像系统的硬件部分有主磁体系统、RF 系统、梯度系统、接口、控制器和计算机系统等；软件部分有计算机系统的操作系统和应用软件等。2.MR 主磁体类型有哪些？各有什么优缺点？ 医用 MRI 系统使用的主磁体类型有永磁体、常导磁
19、体和超导磁体。永磁体系统的优点包括：磁场稳定、寿命长，没有明显的磁场损失；维护费用低；杂散场小，可装在相对小的空间内；易做成开放式磁体；永磁体型 MR 系统构造简单，整机价格相对便宜。缺点是永磁体产生的场强受永磁材料的剩磁、矫顽力和磁路结构等特性的限制；磁场稳定性受周围环境的影响明显，实际应用中要控制永磁体的温度变化。常导磁体存在均匀性较差、稳定性较差、场强不高、耗电耗水等问题，目前正逐步被淘汰。超导磁体的磁场具有很好的稳定性，超导线圈可负载很高的电流，因而可以提供高场强；而且超导磁体几乎不产生热，对线圈长度没有严格的限制，所以可以试用直径更大、匝数更多的线圈，磁场的均匀性就更高。缺点是液氦价
20、格比较贵，而且其挥发速率快对成像质量有影响。3.主磁场匀场和屏蔽的方法有哪些？匀场的方法有无源匀场和有源匀场。无源匀场是在磁体孔径内放置铁片校正磁场非均匀性，有源匀场是使用特殊线圈绕组进行校正。匀场过程一般是先进行有源匀场，再进行无源匀场。屏蔽的方法主要有无源屏蔽和有源屏蔽两种方式。无源屏蔽包括房间屏蔽和自屏蔽。房间屏蔽需要针对建筑结构分场地设计在房间的几个面摆放铁磁性材料；自屏蔽是在磁体孔径内放置铁磁性材料。有源屏蔽是在磁体外部使用载有反向电流的线圈绕组降低杂散场。目前普遍采用有源屏蔽。4、梯度系统性能参数有哪些？梯度幅度（Gradient magnitude ）：对选择薄层和高空间分辨力很
21、重要切换时间 Switch time (Slew time) 和切换率（Slew rate）：切换率描述的是单位时间内梯度磁场的变化，切换率越大意味着成像速度可以越快。最大工作周期（Max. work cycle）: TG/TR，指梯度系统持续导通的时间长度，用百分率表示。梯度的工作周期越高，允许的层数越多。许多制造商提供 100%的工作周期，即梯度系统不会限制临床扫描。5、MR 系统的噪音是如何产生的？不断变化的梯度电流使梯度线圈产生振动（声频范围噪音） ；噪音与梯度场变化速率或电流变化率有关，di/dt 越大，噪音越大。6、系统调节有哪些？扫描前的系统调节主要有：线圈的调谐、匹配通过调节可变电容使线圈处于谐振状态； 频率调节使共振频率等于发射机的载波频率；发射机调整决定 RF 脉冲的功率、FA 和 tp；梯度补偿调节，即线性匀场；接收调整调整增益得到最大 MR 信号，尽量避免限幅伪影。
